特許 7199170 非接触給電装置、コイルおよびコイルの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-22

(45)【発行日】2023-01-05

(54)【発明の名称】非接触給電装置、コイルおよびコイルの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/28 20060101AFI20221223BHJP

   H01F 38/14 20060101ALI20221223BHJP

   H01F 27/30 20060101ALI20221223BHJP

   H01F 5/00 20060101ALI20221223BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20221223BHJP

【ＦＩ】

H01F27/28 K

H01F38/14

H01F27/28 123

H01F27/30 160

H01F5/00 F

H02J50/10

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018133006

(22)【出願日】2018-07-13

(65)【公開番号】P2020013810

(43)【公開日】2020-01-23

【審査請求日】2021-02-19

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】306013120

【氏名又は名称】昭和電線ケーブルシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】弁理士法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松本 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】三浦 聖

(72)【発明者】

【氏名】野内 健太郎

【審査官】後藤 嘉宏

(56)【参考文献】

【文献】実公昭５０－０３１８５５（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開２０１９－０１２７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１１０２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８６９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８６６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２０８０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００８６２１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－２２４７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２７６２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ ２７／２８

Ｈ０１Ｆ ３８／１４

Ｈ０１Ｆ ２７／３０

Ｈ０１Ｆ ５／００

Ｈ０２Ｊ ５０／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リッツ線からなる電線を複数回巻回して形成する非接触給電用のコイルであって、
巻きはじめから、第Ｎ、第（Ｎ＋１）、第（Ｎ＋２）巻き目の電線がいずれも、前記電線の巻き目間に位置する第１の隙間を介して、離間して曲線状に配置されるコーナー区間（但し、Ｎは１以上の整数）と、
前記コーナー区間の巻線方向両側に、一巻きおきの第Ｎ巻き目の電線と第（Ｎ＋２）巻き目の電線が、前記電線の巻き目間に位置する一定の第２の隙間をおいて平行に配線される平行区間であり、前記第（Ｎ＋１）巻き目の電線が前記第２の隙間内で蛇行して前記平行区間内で他の平行な巻き目の電線と離間する第１離間区間と、前記第１離間区間の両側に配置され、前記第（Ｎ＋１）巻き目の電線が、平行な巻き目の電線のいずれかに当接する第１および第２当接区間とを有する直線区間と
を有し、
前記コーナー区間の全体において、第Ｎ、第（Ｎ＋１）、第（Ｎ＋２）巻き目の電線の間が離間するように形成されていることを特徴とするコイル。

【請求項2】

前記コーナー区間が、
巻線方向の手前に配置される前記直線区間における前記第（Ｎ＋１）巻き目の電線と前記第Ｎ巻き目の電線との当接から、巻線方向の先に配置される前記直線区間における前記第（Ｎ＋１）巻き目の電線と前記第（Ｎ＋２）巻き目の電線との当接に切り替わる第２離間区間を有することを特徴とする請求項１記載のコイル。

【請求項3】

前記コーナー区間において前記第Ｎ巻き目の電線および前記第（Ｎ＋２）巻き目の電線が描く弧（曲線）の半径または半径の中心位置と、前記第（Ｎ＋１）巻き目の電線が描く弧（曲線）の半径または半径の中心位置とが異なることを特徴とする請求項１に記載のコイル。

【請求項4】

内周側の電線と外周側の電線からなる一対の電線を巻回したことを特徴とする請求項１に記載のコイル。

【請求項5】

前記電線どうしが当接する部位を接着したことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載のコイル。

【請求項6】

金属製または樹脂製の基板と、
前記基板の上に配置した磁心コア板と、
前記磁心コア板の上に配置した請求項１乃至５いずれか１項に記載の前記コイルと
を具備する非接触給電装置。

【請求項7】

リッツ線からなる電線を複数回巻回してコーナー区間と、このコーナー区間の巻線方向両側に直線区間とを有する非接触給電用のコイルを形成するコイルの製造方法であって、
前記コーナー区間において、巻きはじめから、第Ｎ、第（Ｎ＋１）、第（Ｎ＋２）巻き目の電線をいずれも、前記電線の巻き目間に位置する第１の隙間を介して離間させて曲線状に配置する工程と、
前記直線区間に、一巻きおきの第Ｎ巻き目の電線と第（Ｎ＋２）巻き目の電線が、前記電線の巻き目間に位置する一定の第２の隙間をおいて平行に配線される平行区間を配置する工程と、
前記第（Ｎ＋１）巻き目の電線が前記第２の隙間内で蛇行して前記平行区間内で他の平行な巻き目の電線と離間する第１離間区間を前記直線区間に配置する工程と、
前記直線区間において前記第１離間区間の両側に、前記第（Ｎ＋１）巻き目の電線が平行な巻き目の電線のいずれかに当接する第１および第２当接区間を配置する工程と
を有し、
前記コーナー区間の全体において、第Ｎ、第（Ｎ＋１）、第（Ｎ＋２）巻き目の電線の間が離間するように形成されることを特徴とするコイルの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、非接触給電装置、コイルおよびコイルの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、無人搬送車や電気自動車の給電システムに非接触給電の採用が検討されている。

【0003】

非接触給電の技術は、例えば給電所の路面に埋め込むようにして設けた送電用（１次側）の平面コイル（地上側コイル）と電気自動車の底部に設けた受電用（２次側）の平面コイル（車両側コイル）とを一定の間隔、例えば数十ｃｍ程度の間隔で対向させて電力を無線送電することで電気自動車に給電する技術である。

【0004】

非接触給電においては電力の伝送効率が高いことが求められ、これに使用されるコイルについても損失が少ないことが必要とされる。よって、非接触給電に使用するコイルは銅損を小さくする、すなわち交流抵抗を小さくする必要がある。

【0005】

電気自動車の非接触給電に用いる平面コイルは、駆動周波数、コイルのずれを含めた最少伝送効率、地上側コイルと車両側コイルとの位置ずれの許容範囲などが規格化されつつあり、この規格に向けて各社が競合して、より性能のよい製品を開発することになる。

【0006】

実際にコイルを給電所や車両に設置する場合は、さらにコイルの外形、内径、巻き数なども指定されることがあり、その中でコイルの交流抵抗を小さくして損失を押さえつつ、コイル形状保持のための強度も保持したコイルを作成することが求められる。

【0007】

コイルの交流抵抗に影響を与える要因としては、次の２つの要因が考えられる。第１の要因は、巻線用線材の導体断面積に依存する直流抵抗であり、第２の要因は、周波数や線材の撚り構成、コイル形態などにより変わる近接効果と表皮効果による損失である。

【0008】

特に非接触給電においてはｋＨｚオーダーの高周波帯で利用されるため、第２の要因の影響が大きくなる。この第２の要因の影響を軽減するには、線材にリッツ線を用い、コイルの形態としては、巻線間に隙間を設けて巻くコイル（以下これを「ギャップ巻きコイル」と称す」が適する。

【0009】

上記事情を鑑み、非接触給電に用いる従来のコイルは、細い複数のエナメル線を撚り合わせて形成したリッツ線（絶縁導体）を平面的に渦巻き状にかつ巻線間に隙間を設けて巻回して形成する。

【0010】

ところで、巻線間に隙間を設けると単純にいっても、製造現場では、コイルとしての製品を搬送したり、製造中もコイルを移送する作業を行うことやコイルのインダクタンスの変動を抑えることから、線材をコイルの形状に巻回する工程での製造性（自動巻線機での線材の巻き易さ）やその後の形状保持やハンドリング性を考慮する必要がある。

【0011】

巻線間に隙間を設ける従来の技術は、隙間を設けた溝を渦巻状に形成した支持基板を用意し、その支持基板の溝に電線を手作業ではめ込んでいく「溝はめ込み構造」、または巻線間にスペーサを設けて巻線を巻く「スペーサ構造」などの技術がある（例えば特許文献１参照）。

【0012】

「溝はめ込み構造」のコイルの場合、支持基板を用意するため支持基板の部材コストに加え、製造上のコストアップ、さらにはコイルユニットのサイズも大きくなるため搬送費用のアップに繋がる等の問題点がある。また「スペーサ構造」のコイルについてもスペーサという間隔保持部材が必要なため、「溝はめ込み構造」とほぼ同様に部材コストや製造コストがアップするといった問題が生じる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【文献】特開２００８‐６０４３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

このように通電線を平面的に巻回する従来のコイル場合、コイルの形状保持のため、溝を形成した支持基板を用意したり、巻線間にスペーサを介挿して隙間を保持しつつハンドリング性を確保する必要があり、スペーサや基板などの部品コストがかかり、またその作業のため、製造効率が低下するという問題がある。

【0015】

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、規定の性能が得られ、スペーサやテープなどの間隔保持部材や溝を切った支持基板を用いることなくハンドリング性良くコイル形状を保持できる非接触給電装置、コイルおよびコイルの製造方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る非接触給電用のコイルは、リッツ線からなる電線を複数回巻回して形成するコイルであって、巻きはじめから、第Ｎ、第（Ｎ＋１）、第（Ｎ＋２）巻き目の電線がいずれも、電線の巻き目間に位置する第１の隙間を介して離間して曲線状に配置されるコーナー区間（但し、Ｎは１以上の整数）と、コーナー区間の巻線方向両側に、一巻きおきの電線（第Ｎ巻き目の電線と第（Ｎ＋２）巻き目の電線）が、電線の巻き目間に位置する一定の第２の隙間をおいて平行に配線される平行区間であり、第（Ｎ＋１）巻き目の電線が第２の隙間内で蛇行して平行区間内で他の平行な巻き目の電線と離間する第１離間区間と、この第１離間区間の両側に配置され、第（Ｎ＋１）巻き目の電線が、平行な巻き目の電線のいずれかに当接する第１および第２当接区間を有する直線区間とを有し、コーナー区間の全体において、第Ｎ、第（Ｎ＋１）、第（Ｎ＋２）巻き目の電線の間が離間するように形成されていることを特徴とする。

【0017】

本発明の一態様に係る非接触給電装置は、金属製または樹脂製の基板と、前記基板の上に配置した磁心コア板と、この磁心コア板の上に配置した上記コイルとを具備する。

【0018】

本発明の一態様に係る非接触給電用のコイルの製造方法は、リッツ線からなる電線を複数回巻回してコーナー区間と、このコーナー区間の巻線方向両側に直線区間とを有するコイルを形成するコイルの製造方法であって、前記コーナー区間において、巻きはじめから、第Ｎ、第（Ｎ＋１）、第（Ｎ＋２）巻き目の電線をいずれも、電線の巻き目間に位置する第１の隙間を介して離間させて曲線状に配置する工程と、直線区間に、一巻きおきの電線が、電線の巻き目間に位置する一定の第２の隙間をおいて平行に配線される平行区間を配置する工程と、第（Ｎ＋１）巻き目の電線が第２の隙間内で蛇行して平行区間内で他の平行な巻き目の電線と離間する第１離間区間を直線区間に配置する工程と、直線区間において第１離間区間の両側に、第（Ｎ＋１）巻き目の電線が平行な巻き目の電線のいずれかに当接する第１および第２当接区間を配置する工程とを有し、コーナー区間の全体において、第Ｎ、第（Ｎ＋１）、第（Ｎ＋２）巻き目の電線の間が離間するように形成されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、規定の性能を得つつ低コストでかつ製造作業性のよい非接触給電装置、コイルおよびコイルの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明に係る第１実施形態の渦巻き状のコイル（正方形の外形のコイル）の平面図。

【図2】図１のコイルの要部（コーナー区間Ａ１、直線区間Ａ２の部分）を示す拡大図。

【図3】図１のコイルにおける電線の離間区間（区間Ｐ３、Ｐ４）を示す図。

【図4】コイルのコーナー部の半径Ｒ１、Ｒ２の中心位置をつなぐ直線を示す拡大図。

【図5】第２実施形態の渦巻き状のコイル（長方形状の外形のコイル）の平面図。

【図6】図５のコイルの要部（コーナー区間Ａ１、直線区間Ａ２の部分）を示す拡大図。

【図7】図５のコイルと比較例とを対比した周波数‐交流抵抗特性図。

【図8】第１、第２実施形態のコイルを用いた非接触給電装置を示す図１のＢ－Ｂ断面図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
非接触給電装置は、１次側の非接触送電装置と２次側の非接触受電装置とを対向配置して構成される。電力を供給する側である１次側の非接触送電装置と電力を受ける側の２次側の非接触受電装置は、コイルの部分の要素はほぼ同じ要素で構成されており、ここでは、一方の側について説明するが、他方の側も同様であることは言うまでもない。

【0022】

（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態のコイル２０を図１、図２を参照して説明する。図１は本発明に係る第１実施形態の渦巻き状のコイル（コーナー蛇行巻きコイル）の平面図、図２は要部（コーナー区間Ａ１、直線区間Ａ２、それぞれの一部の区間Ｐ１～Ｐ４）の拡大図である。

【0023】

図１、図２に示すように、本発明に係る第１実施形態のコイル２０は、一本の電線または絶縁導体としてのリッツ線２２を、最内周の位置Ａ０から巻線方向Ｃへ巻き始めて、電線が湾曲して配置されるコーナー区間Ａ１と、電線が一巻おきに直線状に配置される直線区間Ａ２とを設けるように渦巻き状に平らに並べて（平面的に）巻回して形成（製造）した外形がほぼ方形状（コーナー区間Ａ１に丸みをつけている）のコイルである。

【0024】

直線区間Ａ２は、奇数巻き目の電線ｎ１、ｎ３、ｎ５、ｎ７、ｎ９が一巻きおきに一定の間隔をおいて平行に配置される平行区間であり、偶数巻き目の電線ｎ２、ｎ４、ｎ６、ｎ８が間隔内を蛇行し、平行な配線ｎ１、ｎ３、ｎ５、ｎ７、ｎ９に当接および離間するように配置される。

【0025】

直線区間Ａ２（平行区間内）には、その中央部に、偶数巻き目の電線ｎ２、ｎ４、ｎ６、ｎ８が他の平行な奇数巻き目の電線ｎ１、ｎ３、ｎ５、ｎ７、ｎ９と離間する第１離間区間である区間Ｐ３が配置されている。
区間Ｐ３の両側には、偶数巻き目の電線ｎ２、ｎ４、ｎ６、ｎ８が、平行な奇数巻き目の電線線ｎ１、ｎ３、ｎ５、ｎ７、ｎ９のいずれかに当接する区間Ｐ１，Ｐ２が配置されている。区間Ｐ３の左側に配置される区間Ｐ１を第１当接区間という。区間Ｐ３の右側に配置される区間を第２当接区間Ｐ２という。

【0026】

区間Ｐ１は、奇数巻き目の電線ｎ１とその外周側の偶数巻き目の電線ｎ２とが当接し、かつ偶数巻き目の電線ｎ２とその外周側の奇数巻き目の電線ｎ３が離間する区間である。
区間Ｐ２は、奇数巻き目の電線ｎ１とその外周側の偶数巻き目の電線ｎ２が離間し、かつ偶数巻き目の電線ｎ２とその外周側の奇数巻き目の電線ｎ３が当接する区間である。

【0027】

電線の巻き数をＮに置き換え、電線の巻きはじめから第Ｎ、第（Ｎ＋１）、第（Ｎ＋２）巻き目とした場合、区間Ｐ１は、第Ｎ巻き目の電線ｎ１と第（Ｎ＋１）巻き目の電線ｎ２とが当接し、かつ第（Ｎ＋１）巻き目の電線ｎ２と第（Ｎ＋２）巻き目の電線ｎ３が離間する区間である。なお、Ｎは１以上の整数である。
区間Ｐ２は、第Ｎ巻き目の電線ｎ１と第（Ｎ＋１）巻き目の電線ｎ２が離間し、かつ第（Ｎ＋１）巻き目の電線ｎ２と第（Ｎ＋２）巻き目の電線ｎ３が当接する区間である。

【0028】

コーナー区間Ａ１は、各巻き目の電線ｎ１、ｎ２、ｎ３…ｎ７、ｎ８、ｎ９が離間して曲線状に配置される。つまり第Ｎ、第（Ｎ＋１）、第（Ｎ＋２）巻き目…の電線が離間して曲線状に配置される。

【0029】

コーナー区間Ａ１において、奇数巻き目の電線ｎ１、ｎ３、ｎ５、ｎ７、ｎ９が描く弧（曲線）の半径Ｒ１と、偶数巻き目の電線ｎ２、ｎ４、ｎ６、ｎ８が描く弧（曲線）の半径Ｒ２は例えば４０．０ｍｍ（Ｒ４０と称す）であり、互いの半径Ｒ１、Ｒ２は同径である。なお、互いの半径Ｒ１、Ｒ２は異なっていてもよい。

【0030】

コーナー区間Ａ１には、区間Ｐ４が配置される。区間Ｐ４は、巻線方向の手前に配置される直線区間Ａ２における第（Ｎ＋１）巻き目の電線（例えば電線ｎ２）と第Ｎ巻き目の電線（例えば電線ｎ１）との当接から、巻線方向の先に配置される区間Ｐ２における第（Ｎ＋１）巻き目の電線（例えば電線ｎ２）と第（Ｎ＋２）巻き目の電線（例えば電線ｎ３）との当接に切り替わる第２離間区間である。

【0031】

この巻き方のコイル２０を、コーナー区間Ａ１では、奇数巻き目の電線ｎ１、ｎ３、ｎ５、ｎ７、ｎ９と偶数巻き目の電線ｎ２、ｎ４、ｎ６、ｎ８の曲線部（弧の部分）を半径Ｒ１，Ｒ２とも同径で巻き、かつ隣接する電線どうし（例えば電線ｎ１と電線ｎ２、電線ｎ２と電線ｎ３など）を離間させて、コーナー区間Ａ１の両側の直線区間Ａ２（コーナー区間Ａ１の手前の区間Ｐ１とコーナー区間Ａ１の先の区間Ｐ２）で電線どうしを当接させる構造であることから、「コーナー蛇行巻きコイル」と称す。

【0032】

コイル２０の巻回には、渦巻状の溝が形成された金型（巻回治具）を用いた自動巻回装置を用いる。自動巻回装置は、リッツ線２２の送り出し位置を固定し、巻回治具の溝にリッツ線２２のあてがい、リッツ線２２を送り出しながら巻回治具を平面的に回転させて溝にリッツ線２２を順に嵌め込んでいく装置である。

【0033】

平面的に渦巻き状に巻回しただけのコイル２０は、金型（巻回治具）から取り出す際や搬送時にばらけてしまうため、金型（巻回治具）に嵌め込んだ図１の状態で接着剤を散布して、巻線どうしの当接部を接着し、接着剤が固化するまでの一定時間放置した後、ハンドリングするものとする。当接部の接着には、例えば熱融着繊維を巻き付けたリッツ線２２を利用して加熱による接着を行ってもよく、最外層に自己融着層を設けた自己融着線を用いて熱溶着あるいは溶剤接着してもよく、また、リッツ線２２にアセテート糸を巻き付けて溶剤接着してもよい。

【0034】

つまりコイル２０は、リッツ線２２をほぼ平らに並べながら巻回し、線間に離間部と当接部を規則的に設けて全体として渦巻き状にしたものであり、形状維持のため当接部を接着剤で接着（固着）し、さらにリッツ線２２の両端に一対の圧着端子２１、２４を接続したものである。圧着端子２１、２４を両端に取り付けるのは接着する前であっても後でもよい。

【0035】

リッツ線２２は、複数のエナメル線を撚り合わせて束にして形成した線材群である。なお、この例では、線の直径が例えば４．４ｍｍ程度のリッツ線２２を用いている。この例以外の通電用の電線としては、例えば絶縁被覆していない導体（銅やアルミニウムを材料とする線）や、最外層に自己融着層を設けた自己融着線などを用いてもよい。

【0036】

圧着端子２１は、リッツ線２２の内側の一端と接続されるものであって、概略的に圧着部と、固定用の孔が設けられた固定部とから構成されている。圧着部は、筒形状の金属部材によって構成されており、リッツ線２２のエナメル被覆を除去した導体部を挿入し加締め加工することで線材と金属部とを圧着一体化し、圧着端子２１をリッツ線２２に固定する。圧着端子２４は、リッツ線２２の外側の一端と接続されるものであり、圧着端子２１と同じものである。

【0037】

図２に示すように、このコイル２０は、巻回一周のうちに４つの電線配線区間Ｐ１～Ｐ４（以下「区間Ｐ１～Ｐ４」と称す）Ｐ１～Ｐ４を設けるように巻回されている。直線区間Ａ２には、区間Ｐ２、区間Ｐ３、区間Ｐ１が配置されており、コーナー区間Ａ１に区間Ｐ４が配置されている。直線区間Ａ２からコーナー区間Ａ１へ電線を巻き進める方向でいうと、区間Ｐ２、区間Ｐ３、区間Ｐ１、区間Ｐ４の順に繰り返すように各区間Ｐ１～Ｐ４が配置されている。

【0038】

区間Ｐ１（第１当接区間）は、巻き始めから第Ｎ巻き目の電線（内側から第一巻き目の場合は電線ｎ１）と第（Ｎ＋１）巻き目の電線（内側から第二巻き目の場合は電線ｎ２）が当接する当接部位と、第（Ｎ＋１）巻き目の電線（内側から第二巻き目の電線ｎ２）と第（Ｎ＋２）巻き目の電線（内側から第三巻き目の場合は電線ｎ３）が離間する離間部位とを有する区間である。なおＮは１以上の整数とする。

【0039】

区間Ｐ２（第２当接区間）は、第Ｎ巻き目の電線である電線ｎ１と第（Ｎ＋１）巻き目の電線である電線ｎ２が離間し、かつ第（Ｎ＋１）巻き目の電線である電線ｎ２と第（Ｎ＋２）巻き目の電線である電線ｎ３が当接する部位を有する区間である。

【0040】

区間Ｐ３（第１離間区間）は、第（Ｎ＋１）巻き目の電線である電線ｎ２が、第（Ｎ＋２）巻き目の電線ｎ３との当接から第Ｎ巻き目の電線である電線ｎ１との当接に切り替わる区間である。

【0041】

換言すると、この区間Ｐ３（第１離間区間）は、第２Ｎ巻き目の電線である電線ｎ２、ｎ４…が、自線の外側の第（２Ｎ＋１）巻き目の電線である電線ｎ３、ｎ５…との当接部位から自線の内側の第（２Ｎ－１）巻き目の電線である電線ｎ１、ｎ３…の当接部位へ巻き進む向きに横切る（内側に斜めに渡る）区間である。

【0042】

区間Ｐ４（第２離間区間）は、巻線方向の手前に配置される直線区間Ａ２における第（Ｎ＋１）巻き目の電線である電線ｎ２が、電線ｎ１との当接から、巻線方向の先に配置される直線区間Ａ２の区間Ｐ２における第（Ｎ＋２）巻き目の電線である電線ｎ３との当接に切り替わる区間である。

【0043】

換言すると、区間Ｐ４（第４区間）は、第２Ｎ巻き目の電線である電線ｎ２、ｎ４…が、図面に向かって右横側の直線区間Ａ２における第（２Ｎ－１）巻き目の電線である電線ｎ１、ｎ３、ｎ５…の当接部位から、図面に向かって左下側の直線区間Ａ２における第（２Ｎ＋１）巻き目の電線である電線ｎ３、ｎ５…の当接部位へ巻き進む向きに横切る（渡る）区間である。

【0044】

区間Ｐ４では、区間Ｐ４の右側の区間Ｐ１から、区間Ｐ４の左側の区間Ｐ２に向けて各巻き目の電線どうしの当接関係が切り替わるように偶数巻き目の電線ｎ２（第２Ｎ巻き目の電線）が巻回されている。つまりこの区間Ｐ４では、奇数巻き目の電線ｎ１、ｎ３間の隙間を偶数巻き目の電線ｎ２が斜めに横断するように配置されている。

【0045】

換言すると、区間Ｐ４では、偶数巻き目の電線ｎ２、ｎ４…が、奇数巻き目の電線ｎ１、ｎ３、ｎ５…間の隙間を奇数巻き目の電線ｎ１、ｎ３、ｎ５…が曲線を描く半径Ｒ１の中心位置とは異なる中心位置を持つ半径Ｒ２の曲線を描いて横切るように配置される。なお、半径の中心位置には、半径を描く中心点や中心点をつなぐ線などが含まれる。

【0046】

図２に示すように、区間Ｐ４の偶数巻目の電線ｎ２…は、区間Ｐ４の片側（右側）に隣接する第１区間Ｐ１の第１当接部位３１と、区間Ｐ４の他の片側（左下側）に隣接する区間Ｐ１の第２当接部位３２とを結ぶような弧の中心を持つ半径Ｒ２で巻回される。

【0047】

例えば電線ｎ１、ｎ２、ｎ３を例にしてコイル２０の巻回構造を説明すると、コーナー区間Ａ１と直線区間Ａ２とを有する外形がほぼ方形状のコイル２０を４つの区間Ｐ１～Ｐ４に分けて、区間Ｐ１、Ｐ２では平行な奇数巻き目の電線ｎ１、ｎ３の間で偶数巻き目の電線ｎ２を蛇行させて当接および離間させる。

【0048】

また、区間Ｐ３、Ｐ４では、電線ｎ１、ｎ２、ｎ３の当接または離間の関係を切り替えるよう偶数巻き目の電線ｎ２を斜めに横断させる。

【0049】

このように巻き目の異なる電線を直線区間Ａ２の区間Ｐ３とコーナー区間Ａ１の区間Ｐ４で離間させて、その間の区間Ｐ１，Ｐ２では隣接する電線どうしをほぼ一定の間隔で当接させ、その当接部分を接着することで、コイルとしての形状保持力を向上することができる。

【0050】

なお、この例では、コイル全体の巻き数を９巻きとしたが、これ以外の巻き数や巻き方にも本願発明は適用可能である。この例では、巻き数の総数を奇数としたが、偶数としてもよく、巻き数自体も増減してもよい。

【0051】

この例では、外形が四角形（この例のように外形がほぼ方形状の場合は四隅のコーナー区間Ａ１に丸みをつけている）になるようにリッツ線２２を渦巻き状に巻回したが、この他、外形をほぼ三角形、ほぼ五角形、ほぼ六角形、ほぼ八角形などの多角形の形状や、ほぼＤ形状、ほぼ長方形状などにしてもよい。

【0052】

以下、図１に示したコイル２０の製造方法を説明する。
この場合、最内周を１巻き目として、リッツ線２２を内周側から外周側に向けて複数回巻回してコイル２０を形成する。この際、リッツ線２２を巻き進めながら区間Ｐ１～Ｐ４の配線の状態を形成する。なお、この実施形態では、電線の巻きはじめを最内周側からとしているが、最外周側から巻き始めてもよい。

【0053】

この場合、リッツ線２２を、位置Ａ０から巻回方向Ｃに沿って巻回してゆく上で、初めの一周目（第１巻き目の電線ｎ１）は、コーナー区間Ａ１を除き、リッツ線２２を折り曲げることなく、直線的に巻いてゆく。

【0054】

二周目に入ると、第２巻き目の電線ｎ２は、第１巻き目の電線ｎ１と当接して直ぐにコーナー区間Ａ１に入るため、コーナー区間Ａ１では電線ｎ２を電線ｎ１から分離（分岐）させて半径Ｒ２で曲線状に配線する。

【0055】

コーナー区間Ａ１を通過したその先の直線区間Ａ２の区間Ｐ２では、電線ｎ２を次の周で巻く電線ｎ３と当接するように配線する。

【0056】

直線区間Ａ２の区間Ｐ３では、電線ｎ３との当接位置から電線ｎ２を屈折させることで離間させて電線ｎ１の側へ斜めに巻き進める。

【0057】

そして、区間Ｐ１では、電線ｎ２は電線ｎ１と当接し、電線ｎ１に沿って巻き進める。

【0058】

直線区間Ａ２に入る前に、電線ｎ２を電線ｎ１から分離させて、電線ｎ３の側へ半径Ｒ２の弧を描くように巻き進める。このように電線ｎ２を残りの半周蛇行させて二周目を終える。

【0059】

次に、三周目（第３巻き目の電線ｎ３）は、初めの一周目（第１巻き目の電線ｎ１）と同様の軌跡でリッツ線２２を折り曲げることなく、直線的に巻いてゆく。これで第３巻き目の電線ｎ３は第２巻き目の電線ｎ２と区間Ｐ２で当接するようになる。

【0060】

このようにして、コーナー区間Ａ１に各巻き目の電線を離間して曲線状に配置し、コーナー区間Ａ１の巻線方向両側に配置した直線区間Ａ２において、奇数巻きの電線ｎ１、ｎ３、ｎ５、ｎ７、ｎ９を一巻きおきに一定の間隔をおいて平行に配置すると共に、奇数巻き目の電線ｎ１、ｎ３、ｎ５、ｎ７、ｎ９の間隔内を偶数巻き目の電線ｎ２、ｎ４、ｎ６、ｎ８が蛇行し、平行な配線ｎ１、ｎ３、ｎ５、ｎ７、ｎ９に当接および離間するように配置する。

【0061】

このように第１実施形態の非接触給電装置によれば、各巻き目の電線を離間して曲線状に湾曲して配置するコーナー区間Ａ１と、内周側から奇数巻き目の電線ｎ１、ｎ３…を平行に巻回し、内周側から偶数巻き目の電線ｎ２、ｎ４…を奇数巻き目の電線ｎ１、ｎ３…に当接・離間するように蛇行させる直線区間Ａ２とを形成し、図３に示すように、渦巻状のコイルにほぼ一定の間隔で他の巻き目の電線への切り替える区間（直線区間Ａ２の中央部の区間Ｐ３とコーナー区間Ａ１の区間Ｐ４）を設け、これら区間Ｐ３、Ｐ４の両側で他の巻き目との当接部位を形成しそれぞれの当接部位を接着することで、コイルとしての形状保持力が向上し、スペーサや支持基板などを設けることなく、電線間に規則的な隙間（ギャップ）を設けた状態のコイルをハンドリングできるようになり、規定の性能を得つつ低コストでかつコイル製造の作業性のよい非接触給電装置、コイルおよびコイルの製造方法を提供することができる。

【0062】

また、上記実施形態では、半径Ｒ１、Ｒ２を同径とし、中心位置を異ならせたが、図４に示すように、奇数巻き目の電線ｎ１、ｎ３…の半径Ｒ１の中心位置をつなぐ直線の位置と偶数巻き目の電線ｎ２、ｎ４…の半径Ｒ２の中心位置をつなぐ直線の位置とが異なるように（具体的には半径Ｒ１、Ｒ２の中心位置をつなぐ直線が平行になるように）各巻き目の電線を配置してもよい。互いの半径Ｒ１、Ｒ２を例えば４０．０ｍｍ（Ｒ４０）などにすることが考えられる。このように半径Ｒ１、Ｒ２を同径とすることで、自動巻き機による電線の自動巻きがしやすくなるという効果が得られる。

【0063】

（第２実施形態）
次に、図５、図６を参照して第２実施形態を説明する。図６は第２実施形態のコイル（２線１対の長方形状のコイル）を示す平面図、図７はその要部拡大図である。なお第２実施形態において第１実施形態と同じ構成要素には同一の符号を付しその説明は省略する。

【0064】

図５に示すように、第２実施形態のコイル２０は、コーナー区間Ａ１とその両側に直線区間Ａ２とを有するものの、外形（縦幅と横幅）が上記第１実施形態と異なるほぼ長方形状である。このコイル２０は、内周側の電線２２ａと外周側の電線２２ｂからなる一対のリッツ線２２ａ、２２ｂを外形がほぼ長方形状（コーナー区間Ａ１が丸みを帯びている）になるように巻回したものであり、電線自体が第１実施形態と同じ径の線を２本１対で使用したパラレルタイプのものである。

【0065】

それぞれの線の直径が例えば４．４ｍｍのものを２本使用すると、２本分の断面積はおおよそ１６．０ｍｍ^２となり、これは１本のリッツ線２２の２倍の導体断面積が得られ、直流抵抗が半減し、損失及び発熱を抑えることができる。また、コイルの磁界分布をより均一化することにも寄与する。

【0066】

この第２実施形態では、区間Ｐ１、区間Ｐ２、区間Ｐ３を直線区間Ａ２に配置し、区間Ｐ４をコーナー区間Ａ１に配置しており、第１実施形態と同じように区間Ｐ１～Ｐ４が配置されている。

【0067】

詳述すると、図６に示すように、コーナー区間Ａ１は、この区間Ａ１の巻線方向Ｃ手前に配置される直線区間Ａ２内の区間Ｐ１における第（Ｎ＋１）巻き目の電線ｎ５と第（Ｎ）巻き目の電線ｎ４との当接から、この区間Ａ１の巻線方向Ｃの先に配置される区間Ｐ２における第（Ｎ＋１）巻き目の電線ｎ５と第（Ｎ＋２）巻き目の電線ｎ６との当接に切り替わる第２離間区間である区間Ｐ４を有する。

【0068】

このコーナー区間Ａ１において、第Ｎ巻き目の電線ｎ４および第（Ｎ＋２）巻き目の電線ｎ６などの外周側の電線２２ｂが描く弧（曲線）の半径Ｒ１は、例えば７２．４ｍｍ（以下Ｒ７２．４と称す）である。一方、第（Ｎ＋１）巻き目の電線ｎ５（内周側の電線２２ａ）が描く弧（曲線）の半径Ｒ２は、例えば６８．０ｍｍ（Ｒ６８．０）であり、互いの半径Ｒ１、Ｒ２は異なる。

【0069】

このように２本で一対の電線２２ａ、２２ｂのうち、外側の電線２２ｂと内側の電線２２ａとを異なる半径にすることで、直線区間の距離が長くなり、当接部位が増えることで、コイルの形状保持力をより向上することができる。なお、内周側と外周側の隣り合う電線どうしの関係でいうと、内周側に位置する電線２２ａの半径Ｒ２よりも外周側に位置する電線２２ｂの半径Ｒ１を大きくするものとする。Ｒ２（内周側）＜Ｒ１（外周側）

【0070】

直線区間Ａ２は、一巻きおきの電線（例えば第Ｎ巻き目の電線ｎ４と第（Ｎ＋２）巻き目の電線ｎ６）が一定の間隔をおいて平行に配線される平行区間を有する。この平行区間には、３つの区間（区間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が設けられており、巻線方向Ｃに区間Ｐ２、Ｐ３、Ｐ１…の順に配置されている。

【0071】

区間Ｐ３は、平行区間内の中央部に配置されており、第（Ｎ＋１）巻き目の電線ｎ５が、上記間隔内で斜めに蛇行して他の平行な巻き目の電線（電線ｎ４や電線ｎ６）と離間する第１離間区間である。

【0072】

区間Ｐ３の両側に区間Ｐ１と区間Ｐ２が配置されている。これら区間Ｐ１、Ｐ２は、第（Ｎ＋１）巻き目の電線ｎ５が、隣接する平行な巻き目の電線ｎ４、ｎ６のいずれかに当接する当接区間である。区間Ｐ３の左側に配置される区間Ｐ１を第１当接区間という。区間Ｐ３の右側に配置される区間を第２当接区間Ｐ２という。

【0073】

区間Ｐ１は、第Ｎ巻き目の電線ｎ４と第（Ｎ＋１）巻き目の電線ｎ５とが当接し、かつ第（Ｎ＋１）巻き目の電線ｎ５と第（Ｎ＋２）巻き目の電線ｎ６が離間する区間である。

【0074】

区間Ｐ２は、第Ｎ巻き目の電線ｎ４と第（Ｎ＋１）巻き目の電線ｎ５が離間し、かつ第（Ｎ＋１）巻き目の電線ｎ５と第（Ｎ＋２）巻き目の電線ｎ６が当接する区間である。

【0075】

このコイル２０では、直線区間Ａ２のほぼ中央の区間Ｐ３とコーナー区間Ａ１（区間Ｐ４）で、平行な電線間（例えば電線ｎ４と電線ｎ６の間）を電線ｎ５が斜めに横切るように配線される。

【0076】

続いて、第２実施形態のコイル２０の製造方法を説明する。
この第２実施形態では、最内周を１巻き目として、内周側のリッツ線２２ａを内周側から外周側に向けて複数回巻いた後、内周側のリッツ線２２ａに沿わせるようにして外周側のリッツ線２２ｂを内周側から外周側に向けて複数回巻いて、図５のようなコーナー区間Ａ１と、このコーナー区間Ａ１の巻線方向Ｃ両側に直線区間Ａ２とを有するコイル２０を形成する。この例では、巻きはじめを最内周側からとしたが、最外周側から巻き始めてもよい。

【0077】

この際、図６に示すように、コーナー区間Ａ１（区間Ｐ４）には、例えば電線ｎ４、電線ｎ５、電線ｎ６などの各巻き目（第Ｎ、第（Ｎ＋１）、第（Ｎ＋２）巻き目）の電線を離間させて曲線状に配置する。

【0078】

続いて、直線区間Ａ２では、一巻きおきの電線（第Ｎ巻き目の電線ｎ４と第（Ｎ＋２）巻き目の電線ｎ６）が一定の間隔をおいて平行に配線される平行区間を配置する。

【0079】

第（Ｎ＋１）巻き目の電線ｎ５が電線ｎ４と電線ｎ６と間隔内で蛇行して平行区間内の中央部で他の平行な巻き目の電線と離間する区間Ｐ３を直線区間Ａ２に配置する。

【0080】

また、直線区間Ａ２では、区間Ｐ３の両側に、第（Ｎ＋１）巻き目の電線ｎ５が平行な巻き目の電線ｎ４、ｎ６のいずれかに当接する区間Ｐ１，Ｐ２を配置する。

【0081】

このようにこの第２実施形態によれば、直線区間Ａ２の中央部の区間Ｐ３とコーナー区間Ａ１の区間Ｐ４で、巻回により隣接する内側のリッツ線２２ａと外側のリッツ線２２ｂどうしの当接部位を切り替え、特に線どうしが離間するコーナー部Ａ１の両脇に巻き目の異なる線どうしが当接する当接区間（区間Ｐ１、Ｐ２）を配置し、コイル２０の各巻き目の電線どうしを接着する部位（当接部）をコイル２０の中心から放射方向に均等に配置し、その当接部位を接着することで、隙間のあるコイルの形状維持力を高めることができる。

【0082】

ここで、図７を参照してこの第２実施形態のコイル２０（図５のコーナー蛇行巻きコイル）と比較例（リッツ線を一定間隔の隙間を設けながら渦巻き状に巻回したコイル（以下、これを「ギャップ巻きコイル」と称す）とを対比して性能を説明する。

【0083】

ギャップ巻きコイルは、リッツ線を一定間隔の隙間を設けながら渦巻き状に巻回したコイルである。ギャップ巻きコイルは、リッツ線一巻き毎に所定間隔の隙間を空けた試料としてスタンダードなコイルであり、このギャップ巻きコイルのコイル性能（特性）を規定値としてこれにできるだけ近付けることが望ましい。

【0084】

試験条件としては、上記の２つの試料（ギャップ巻きコイルとコーナー蛇行巻きコイル）それぞれについて、コイル両端を既存のＬＣＲメータに接続して、周波数を０～２００ｋＨｚまで変化させて交流抵抗を測定したものである。この図７において周波数が０の位置の値（およそ１４ｍΩ）は直流抵抗である。

【0085】

計測結果の図７を参照すると、どの周波数においても、本発明のコーナー蛇行巻きコイルは、ギャップ巻きコイルと近似した特性が得られており、規定の性能が得られていることがわかる。

【0086】

上記第１、２実施形態に示したコイル２０（コーナー蛇行巻きコイル）を用いた非接触給電装置は、図８に示すように、アルミニウム板などの基板１と、この基板１の上面に配置された磁心コア板２と、この磁心コア板２の上面に載置（配置）されたコイル２０とを備える。

【0087】

これにより、例えば１次側の非接触送電装置または２次側の非接触受電装置とすることができる。さらに、磁心コア板２におけるコイル２０の位置を固定するために、磁心コア板２の上面をモールド樹脂などにより皮膜してもよい。また磁心コア板２自体にコイル２０の形状を保持するための溝を設けてもよい。基板１としては、アルミニウム板などの金属板以外に樹脂板などの絶縁物の板材であってもよい。

【0088】

このようにコイル２０を磁心コア板２の上に移動するときに、予め線どうしの当接部を接着しておくことで、溝を形成した支持基板（ボビン）やスペーサなどを必要とすること無く形状が維持された状態でコイル２０をハンドリングでき、インダクタンスの変動が少なく、良好なハンドリング性（コイル製造時の作業性）が得られる。

【0089】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記の新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記した実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0090】

１…アルミニウム板（基板）、２…磁心コア板、２０…コイル、２１、２４…圧着端子、２２、２２ａ、２２ｂ…リッツ線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】